Техника - молодёжи 1981-09, страница 41

Подогретые топливо и окислитель поступают в дозаторы, которые регулируют их количество по команде с пульта управления, сохраняя при этом стехиометрическую пропорцию между ними. В работе дозаторов задается незначительный, в пределах погрешности измерительных приборов, избыток водорода — для преобладания восстановительных реакций над окислительными, что позволит намного увеличить срок службы двигателя.

Горение, как уже говорилось, происходит при температуре около 4500° С. Современных конструкционных материалов, выдерживающих такой нагрев и сохраняющих при этом высокие механические характеристики, пока нет. Для длительной и устойчивой работы

турбины необходимо охлаждение стенок камеры сгорания, соплового аппарата и лопаток.

Эту нелегкую задачу можно решить, выполнив их мелкопористыми и подавая по узким каналам насосом воду из конденсатора под давлением, несколько превышающим рабочее. Вода, поступая через поры металла на поверхность, омываемую горячим продуктом горения — водяным газом, будет испаряться и охлаждать стенки до необходимой температуры. Тут будет происходить саморегулирование. Ведь чем больше тепловая нагрузка, тем больше испарение. Температура стенок будет мало зависеть от нагрузки, а охлаждающее и рабочее вещества оказываются одинаковыми — это вода.

Водяной газ высоких параметров (Р = 100 атм, Т = 3000° С) адиабатически расширяется в сопловом аппарате неподвижных лопаток статора и подвижных ротора, преобразуя тепловую энергию в энергию вращения. В результате газ снижает свои термодинамические параметры и на выходе из турбины превращается в водяной пар, у которого Р = 1 атм, Т = 150° С. Отработанный пар через каналы генератора поступает в конденсатор, где отдает скрытую теплоту парообразования окружающему воздуху. Последний электровентилятором прогоняется через конденсатор и термогенератор, подогревая, как было сказано, теплые спаи термопар, а затем выбрасывается в атмосферу. Полученная из пара вода сливается в бак-накопитель. А несконденсирован-ный избыток водорода микрокомпрессором возвращается в систему питания.

Переходим теперь к электрической части энергоустановки. На вал ротора турбины насажен встроенный электрогенератор. В его конструкции предполагается применить очень сильные постоянные магниты. Об их силе обычно судят по отношению их собственного веса к весу притягиваемой железной плиты. Это отношение ныне достигает 1 : 1000, то есть килограммовый магнит поднимает тонну груза. Если встроить такой магнит в корпус ротора по его периферии, то возникнет мощное вращающееся магнитное поле. Значит, не будет необходимости в обмотках подмаг-ничивания, не будет вращающихся контактов, а стало быть, надежность и долговечность этого узла получатся очень высокими. Вращающееся поле ротора, пересекая витки неподвижной обмотки статора, будет возбуждать в них переменный ток. Обратите внимание : его источник представляет собой герметичное устройство!

Следующая часть энергоустановки — выпрямитель-преобразователь. Современная электронная техника позволяет создать блок, способный эффективно превращать ток одного напряжения и частоты в необходимые напряжения и заданные частоты. Аккумулятор и термогенератор также следует подключить к преобразователю. От него получит питание для раскрутки при запуске и сам турбогенератор.

А для регулирования режимов работы преобразователя и всех подключенных к нему нагрузок служит блок управления. Важнейшая среди них — движитель. Это мотор-колесо, в которое вмонтирован трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкну-тым ротором.

39